十二、熱學(xué)（2）
【課題】固體、液體和氣體
【目標(biāo)】
1.了解固體的微觀結(jié)構(gòu)、晶體和非晶體的區(qū)別；
2.了解液體的表面張力現(xiàn)象，知道液晶的微觀結(jié)構(gòu)；
3.了解氣體實(shí)驗(yàn)定律的內(nèi)容，理想氣體狀態(tài)方程，了解飽和汽和飽和汽壓。
【導(dǎo)入】
一、固體
（一）晶體和非晶體
1．在外形上，晶體具有 ，而非晶體則沒有 。
2．在物理性質(zhì)上，晶體具有 ，而非晶體則是 的。
3．晶體具有 的熔點(diǎn)，而非晶體沒有 的熔點(diǎn)。
4．晶體和非晶體并不是絕對(duì)的，它們?cè)谝欢l件下可以相互轉(zhuǎn)化。
（二）多晶體和單晶體
單個(gè)的 是單晶體，由 雜亂無章地組合在一起是多晶體，多晶體具有各向同性。
（三）晶體的微觀結(jié)構(gòu)
組成晶體的物質(zhì)微粒(分子、原子或離子)都是按照各自的 排列的，具有空間上的 ，微粒的熱運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)為 在一定的平衡位置附近不停地做 ．
二、液體
（一）表面張力
如果在液體表面任意畫一條線，線兩側(cè)的液體之間的作用力是 ，它的作用是使液體面繃緊，所以叫液體的表面張力。
（二）液晶
1．液晶的物理性質(zhì)：液晶具有液體的 ，又具有晶體的 。
2．液晶分子的排列特點(diǎn)：液晶分子的位置 ，但排列是 的。
三、氣體
（一）理想氣體
在任何溫度、任何壓強(qiáng)下都遵從 的氣體稱為理想氣體．理想氣體是不存在的，它是一種 。壓強(qiáng) 溫度 的實(shí)際氣體可看成理想氣體。
（二）氣體實(shí)驗(yàn)定律
1．氣體的等溫變化 玻意耳定律
溫度不變時(shí)，一定質(zhì)量氣體的壓強(qiáng)隨著體積的變化而變化，叫做氣體的 變化；其變化規(guī)律是一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變的情況下，它的壓強(qiáng)跟體積成 ．其數(shù)學(xué)表達(dá)式為 或 。
2．氣體的等容變化 查理定律
氣體在體積不變的情況下所發(fā)生的狀態(tài)變化叫做 變化．
一定質(zhì)量的氣體，在體積不變的情況下，它的壓強(qiáng)跟熱力學(xué)溫度成 ．其數(shù)學(xué)表達(dá)式為： 或者 (其中C是比例常數(shù))．
3．氣體的等壓變化 蓋?呂薩克定律
氣體的壓強(qiáng)不變的情況下所發(fā)生的狀態(tài)變化叫做 變化．
一定質(zhì)量的氣體，在壓強(qiáng)不變的情況下，它的體積跟熱力學(xué)溫度成正比，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為 或者 (其中C是比例常數(shù))．
（三）對(duì)氣體定律的微觀解釋
1．一定質(zhì)量的氣體，溫度不變時(shí)，分子的平均動(dòng)能是一定的，當(dāng)體積減小時(shí)，分子的密集程度 ，氣體的壓強(qiáng)就 ．這就是玻意耳定律．
2．一定質(zhì)量的氣體，保持體積不變時(shí)，分子的密集程度不變，當(dāng)溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能 ，氣體壓強(qiáng)就 ．這就是查理定律．
3．一定質(zhì)量的氣體，溫度升高時(shí)，分子的平均動(dòng)能 ，只有氣體的體積同時(shí) ，使分子的密集程度 ，才能保持壓強(qiáng)不變，這就是蓋?呂薩克定律．
【導(dǎo)研】
[例1]晶體具有各向異性是由于（ ）
A．晶體在不同方向上物質(zhì)微粒的排列情況不同
B．晶體在不同方向上物質(zhì)微粒的排列情況相同
C．晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的無規(guī)則性 D．晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的有規(guī)則性
[例2] 液體表面具有收縮趨勢(shì)的原因是( )
A．液體可以流動(dòng)
B．液體表面層分子間距離小于液體內(nèi)部分子間距離
C．與液面接觸的容器壁的分子，對(duì)液體表面分子有吸引力
D．液體表面層分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離
[例3] 關(guān)于液晶，下列說法中正確的有 ( )
A．液晶是一種晶體
B．液晶分子的空間排列是穩(wěn)定的，具有各向異性
C．液晶的光學(xué)性質(zhì)隨溫度的變化而變化
D．液晶的光學(xué)性質(zhì)隨外加電壓的變化而變化
[例4] 下列說法中正確的是( )
A．氣體的溫度就是所在區(qū)域的環(huán)境溫度
B．大氣壓強(qiáng)能支持10.34 m高的水柱
C．理想氣體分子間除發(fā)生相互碰撞作用外，沒有相互作用，故理想氣體沒有分子勢(shì)能
D．一定質(zhì)量的理想氣體，當(dāng)體積增大，溫度不變時(shí)，其內(nèi)能不變
[例5]有關(guān)氣體壓強(qiáng)，下列說法正確的是 （ ）
A．氣體分子的平均速率增大，則氣體的壓強(qiáng)一定增大
B．氣體的分子密度增大，則氣體的壓強(qiáng)一定增大
C．氣體分子的平均動(dòng)能增大，則氣體的壓強(qiáng)一定增大
D．氣體分子的平均動(dòng)能增大，氣體的壓強(qiáng)有可能減小
[例6]（09?江蘇卷物理?12.A）（1）若一氣泡從湖底上升到湖面的過程中溫度保持不變，則在此過程中關(guān)于氣泡中的氣體，下列說法正確的是 。（填寫選項(xiàng)前的字母）
（A）氣體分子間的作用力增大 （B）氣體分子的平均速率增大
（C）氣體分子的平均動(dòng)能減小 （D）氣體組成的系統(tǒng)地熵增加
（2）已知?dú)馀輧?nèi)氣體的密度為1.29kg/ ，平均摩爾質(zhì)量為0.29kg/mol。阿伏加德羅常數(shù) ，取氣體分子的平均直徑為 ，若氣泡內(nèi)的氣體能完全變?yōu)橐后w，請(qǐng)估算液體體積與原來氣體體積的比值。（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）。
[例7]（09上海市靜安區(qū)）一定質(zhì)量的理想氣體，從圖示A狀態(tài)開始，經(jīng)歷了B、C，最后到D狀態(tài)，下列判斷中正確的是 （ ）
A．A→B溫度升高，壓強(qiáng)不變；
B．B→C體積不變，壓強(qiáng)變大；
C．C→D體積變小，壓強(qiáng)變大；
D．D點(diǎn)的壓強(qiáng)比A點(diǎn)的壓強(qiáng)小。
【導(dǎo)練】
1．下列物質(zhì)哪些是晶體，哪些是非晶體（ ）
A．鐵 B．橡膠 C．玻璃
D．食鹽 E．云母 F．塑料
2．某種固體制成的均勻薄片，將其一個(gè)表面涂上一層很薄的石蠟，然后用燒熱的鋼針去接觸其反面，發(fā)現(xiàn)石蠟熔化區(qū)域呈圓形．由此可斷定該薄片（ ）
A．一定是非晶體 B．一定是單晶體
C．一定是多晶體 D．不一定是非晶體
3．下列說法中正確的是 ( )
A．黃金可以切割加工成任意形狀，所以是非晶體
B．同一種物質(zhì)只能形成一種晶體
C．單晶體的所有物理性質(zhì)都是各向異性的
D．玻璃沒有確定的熔點(diǎn)，也沒有規(guī)則的幾何形狀
4．如圖所示，將一絕熱氣缸放在靜止的電梯之中，缸內(nèi)封閉了一定質(zhì)量的氣體，絕熱活塞可摩擦上下移動(dòng)，且不漏氣，活塞重力不能忽略�，F(xiàn)開動(dòng)電梯勻加速上升一段時(shí)間后，缸內(nèi)氣體達(dá)到新的平衡，則缸內(nèi)氣體（ ）
A．壓強(qiáng)減少了，內(nèi)能增大了
B．體積減小了，內(nèi)能沒有變
C．壓強(qiáng)和內(nèi)能都增大了
D．體積增大了，內(nèi)能減小了
5．（2010年洛陽六校聯(lián)考）一定質(zhì)量的理想氣體，處于平衡狀態(tài)1，現(xiàn)設(shè)法使其溫度降低，同時(shí)壓強(qiáng)增大，到達(dá)平衡狀態(tài)2，則在從1到2的變化過程中，下列設(shè)法正確的是（ ）
A．氣體分子平均動(dòng)能增大
B．氣體分子之間的距離減小
C．氣體的內(nèi)能減小
D．氣體吸熱
6．如圖所示，一個(gè)內(nèi)壁光滑與外界不發(fā)生熱傳遞的汽缸固定在地面上，缸內(nèi)活塞下方封閉著空氣(活塞與外界也不發(fā)生熱傳遞)，若用豎直向上的力F將活塞向上拉一些，達(dá)到穩(wěn)定后缸內(nèi)封閉著的氣體( )
A．若活塞重力不計(jì)，拉力F對(duì)活塞做的功等于缸內(nèi)氣體內(nèi)能的改變量
B．分子平均動(dòng)能不變
C．單位時(shí)間內(nèi)缸壁單位面積上受到的氣體分子碰撞的次數(shù)減少
D．每個(gè)分子對(duì)缸壁的沖力都會(huì)減小
7．封閉在氣缸內(nèi)一定質(zhì)量的氣體，如果保持氣體體積不變，當(dāng)溫度升高時(shí)，以下說法正確的是( )
A．氣體的密度增大
B．氣體的壓強(qiáng)增大
C．氣體分子的平均動(dòng)能減小
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